Thèse de Maylis Landeau | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Dynamique des fluides géologiques

  Thèse de Maylis Landeau

Deux aspects de la dynamique des fluides des noyaux planétaires
Encadrant (et co-encadrant) : 
Résumé: 

Cette thèse contient deux études portant sur la dynamique des fluides des noyaux planétaires.

La première partie est une étude numérique de la convection thermique et de la génération de champ magnétique dans une sphère pleine en rotation; une configuration qui a reçu peu d'attention jusqu'à présent et qui est appropriée pour étudier la dynamique d'un noyau planétaire sans graine. Quand la vigueur de la convection est suffisamment élevée, nous obtenons des écoulements fortement asymétriques par rapport à l'équateur, contrastant avec les écoulements essentiellement symétriques obtenus en présence d?une graine dans les études précédentes. Nous montrons que l'émergence spontanée de cet écoulement fortement asymétrique induit un champ magnétique localisé dans un hémisphère. Ces résultats suggèrent un scénario parcimonieux pour expliquer l?asymétrie du champ magnétique crustal de Mars.

Dans la seconde partie, nous présentons des expériences sur la déstabilisation et la fragmentation d'un volume de fluide dense dans un autre liquide non miscible. De tels processus ont eu lieu à grande échelle lors des impacts qui ont formé la Terre et son noyau: le métal liquide de l'impactant était alors relâché dans un océan de magma moins dense. Pour des nombres de Weber suffisamment élevés (le régime pertinent pour la formation du noyau), l'écoulement grande échelle se comporte comme un thermique turbulent: il forme une structure cohérente et autosimilaire qui croit par entrainement de fluide ambiant. Un modèle basé sur l'hypothèse d'entrainement turbulent est en accord avec nos résultats expérimentaux, ce qui démontre que le concept d'entrainement turbulent peut être appliqué à une interface séparant des fluides non miscibles. Ces résultats fournissent le cadre général nécessaire à l?insertion de contraintes physiques dans les modèles chimiques de formation du noyau.

Date de soutenance: 
Lundi 30 Septembre 2013 - 16:30